供热机组工业抽汽供热优化改造技术研究
刘立宏
大唐长春第二热电有限责任公司，吉林长春130031
摘要：为响应国家节能减排相关政策根据，同时适应长春市热用户对热量需求逐年增加，吉林省电网负荷供大于求需要电厂进行深度调峰的需求，电厂进行了供热机组工业抽汽供热改造，本文对工业抽汽供热改造方案必要性进行阐述，对改造原则进行说明，通过对机组供热改造后供热运行参数、经济数据进行了对比分析，论证了供热改造的意义及必要性，对同类型机组相关改造有借鉴意义。
关键词：供热能力；电网调峰；机组供热量
0.引言
某电厂始建于1988年6月，目前共建有三期工程，总装机容量为6台200MW双抽供热机组。随着长春市建设规模的扩展，继续承接供热负荷的能力受限城市采暖供热需求日益增长，加上地区用电负荷增速较慢及清洁能源发电装机迅速增加的影响，近年来冬季供热期电网调峰压力。为满足外部供热需求，保障民生工程，提高居民生活质量和提高企业电负荷调峰盈利能力，需要进行机组工业抽气供热改造。
1.机组改造的必要性
随着近年来清洁能源发电（风力发电、太阳能发电和生物质发电等）机组投用以及区域工业用电负荷增长较为缓慢，特别是在每年冬季供暖期，为了确保城区采暖供热的需要，东北地区燃煤热电厂一直按照传统“以热定电”模式运行，致使很多清洁能源发电上网受到了限制。为了大力发展清洁能源发电，2015年3月15日中共中央下发了《中共中央、国务院关于进一步深化电力体制改革的若干意见》（中发[2015]9号），为了贯彻中共中央文件精神（中发[2015]9号），2016年11月18日，国家能源局东北监管局制定了《东北电力辅助服务市场运营规则（试行）》，并以东北监能市场[2016]252号文件下发，该文件中明确规定了火电厂实时深度调峰的相关电价政策，并将火电深度调峰纳入各火电厂考核指标，本项目是为了执行该文件精神，利用机组工业抽汽引入热网，增加机组供热量，减小汽轮机做功，降低发电机负荷，提高机组调峰灵活性及对外供热能力。
近年来冬季供热期电网调峰压力巨大，公司面临着十分严峻的“电热矛盾”问题，为保证机组供热品质，在2017-2018年供暖期，公司由于供热而承担的调峰辅助服务考核高达1287万元，2018年吉林省虽然为暖冬，但是12月调峰考核依然达到232万元，整个2018-2019年供热期调峰考核依然在1000万元以上，公司生产经营面临巨大压力，在供暖期参与电网调峰，则不能保证机组供热能力最大稳定释放，严重影响公司收入及声誉，如不参与电网调峰，则会面临高额电网调峰考核。将机组工业抽汽引入热网，在供暖期调峰时段投运该系统，既能增加机组调峰能力，又能增加机组对外供热能力，鉴于上述原因在长春二热2019年10月份对机组工业抽汽进行改造并投入运行。
2.改造原则
2.1机组工业抽汽改造将利用现有工业抽汽管路，分别在机组工业抽汽管路0米段向负3米采暖抽汽管路安装工业抽汽至采暖抽汽连接管路，在该管路与工业抽汽管路接口后方（相对汽流方向）安装闸板阀，在工业抽汽至采暖抽汽连接管路上安装减温减压器、调整门及前后截门，新增一路减温水至减温减压器，用于降低蒸汽温度，减温减压器后增设压力和温度监视测点，压力和温度信号送入机组DCS系统供运行人员监视和减温减压自动调节使用。改造后，工业抽汽供热管路与工业抽汽、采暖抽汽管路相连接，在供暖期调峰时段投运该系统，关闭工业抽汽热用户电动门，蒸汽进入工业抽汽供热管路上安装的减温减压器，通过减温减压器后，将工业抽汽压力由0.5-1.0Mpa温度250℃减温减压至压力0.01-0.05Mpa温度180-200℃送至采暖抽汽管路进入热网加热器，提高热网供水温度：系统图见图1。
图1工业抽汽至采暖抽汽系统图
2.2主要设备及运行参数：
表1主要设备及运行参数
3.经济效益分析
3.1机组工业抽汽供热改造后，供暖期实际机组有40t/h压力为0.4MPa的工业抽汽供入热网加热，单机增加供热量为24GJ/h，参考2019-2020年公司供热中期调峰小时数932h，在供暖中期调峰时段投运工业抽汽供热系统，机组在供暖期增加供热量为24×932=2.2万GJ，按照2019年供暖期供热售出单价为31.19元/吉焦（不含税）计算，热量增加收益为68万元。
3.2机组工业抽汽供热改造后，单机工业抽汽流量40t/h能够影响发电负荷4.2MW，在供热中期调峰时段投运工业抽汽供热系统，参考2019-2020年公司供热中期调峰小时数932h，按调峰补贴400元/MWh计算,则单机供暖期可获调峰补贴（4.2×932×400）=156万元。
综上所述，机组工业抽汽供热改造后,每年收益由两部分组成，即供热收益与调峰补贴收益，年可获收益为68+156=224万元。
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